JP2003112945A - レーザ加工用ガラス - Google Patents
レーザ加工用ガラスInfo
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルカリ金属を含むガラスに、銀イオン交換に
よって銀イオンを導入すると、レーザ加工しきい値が低
下することが知られている。しかし、銀イオンはガラス
表面近傍で還元され、ガラス内部へ拡散させることは困
難である。このため有効なレーザ加工領域がガラス表面
近傍に限られ、ガラス板に貫通孔を開けるなどガラス内
部に及ぶ加工は困難である。 【解決手段】吸収したレーザ光エネルギーによるアブレ
ーションあるいは蒸発を利用するレーザ加工に用いるレ
ーザ加工用ガラスに、チタンを原子、コロイドまたはイ
オンの形態で添加する。溶融によってチタンをガラス中
に導入することができるので、チタンの添加量を変えて
加工しきい値を制御しやすく、また、均一な加工性を有
する材料を得ることができる。
よって銀イオンを導入すると、レーザ加工しきい値が低
下することが知られている。しかし、銀イオンはガラス
表面近傍で還元され、ガラス内部へ拡散させることは困
難である。このため有効なレーザ加工領域がガラス表面
近傍に限られ、ガラス板に貫通孔を開けるなどガラス内
部に及ぶ加工は困難である。 【解決手段】吸収したレーザ光エネルギーによるアブレ
ーションあるいは蒸発を利用するレーザ加工に用いるレ
ーザ加工用ガラスに、チタンを原子、コロイドまたはイ
オンの形態で添加する。溶融によってチタンをガラス中
に導入することができるので、チタンの添加量を変えて
加工しきい値を制御しやすく、また、均一な加工性を有
する材料を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光照射によ
るガラスのレーザ加工に関し、特にレーザ加工に適した
ガラスの組成に関する。
るガラスのレーザ加工に関し、特にレーザ加工に適した
ガラスの組成に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信等に用いる光学部品やディスプレ
イ装置に組み込むマイクロレンズなど、ガラス基板に微
細加工を施した部材は広い分野で用いられている。この
ようなガラス基板に微細加工を施す方法としては、従
来、フッ酸等のエッチング液を用いたウェットエッチン
グ（化学エッチング）、あるいは反応性イオンエッチン
グ等のドライエッチング（物理エッチング）によるのが
一般的であった。
イ装置に組み込むマイクロレンズなど、ガラス基板に微
細加工を施した部材は広い分野で用いられている。この
ようなガラス基板に微細加工を施す方法としては、従
来、フッ酸等のエッチング液を用いたウェットエッチン
グ（化学エッチング）、あるいは反応性イオンエッチン
グ等のドライエッチング（物理エッチング）によるのが
一般的であった。
【０００３】しかしながら、ウェットエッチングにはエ
ッチング液の組成管理と廃液処理の問題がある。またド
ライエッチングには真空設備等が必要であり、またフォ
トリソグラフィー技術によってパターンマスク等を形成
するなど複雑な工程を必要とし効率的でないという問題
点がある。
ッチング液の組成管理と廃液処理の問題がある。またド
ライエッチングには真空設備等が必要であり、またフォ
トリソグラフィー技術によってパターンマスク等を形成
するなど複雑な工程を必要とし効率的でないという問題
点がある。
【０００４】他方、レーザ光を材料に照射し、加熱、溶
融、蒸発、アブレーションなどの物理的変化を起こし、
その変化を利用する直接加工技術も進展している。レー
ザ光は極めて小さなスポットに絞ることができるので、
微細加工に適している。完全な物理的加工であるのでウ
ェットエッチングのような問題はなく、また空気中での
加工、レーザ光の走査による加工が可能であるので、従
来のドライエッチングのような問題点もない。
融、蒸発、アブレーションなどの物理的変化を起こし、
その変化を利用する直接加工技術も進展している。レー
ザ光は極めて小さなスポットに絞ることができるので、
微細加工に適している。完全な物理的加工であるのでウ
ェットエッチングのような問題はなく、また空気中での
加工、レーザ光の走査による加工が可能であるので、従
来のドライエッチングのような問題点もない。
【０００５】レーザ技術の発展により、レーザパルス幅
の短縮化、短波長化が実現され、ポリイミド等の有機物
や金属の加工においてはマイクロメートルオーダでの加
工が可能となっている。 しかしながら、ガラスは脆性
材料であるため、加工時にクラックが発生しやすい。そ
のためガラス材料に関しては微細加工にレーザ加工を用
いることは容易でなかった。
の短縮化、短波長化が実現され、ポリイミド等の有機物
や金属の加工においてはマイクロメートルオーダでの加
工が可能となっている。 しかしながら、ガラスは脆性
材料であるため、加工時にクラックが発生しやすい。そ
のためガラス材料に関しては微細加工にレーザ加工を用
いることは容易でなかった。
【０００６】例えば、特開平１１−２１７２３７号公報
には、このような問題を解決するため、ガラスに銀をイ
オン交換で導入することにより、レーザの加工しきい値
を低減させ、クラックの発生しにくいガラスを提供する
技術が開示されている。
には、このような問題を解決するため、ガラスに銀をイ
オン交換で導入することにより、レーザの加工しきい値
を低減させ、クラックの発生しにくいガラスを提供する
技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多くの
アルカリ金属を含むガラスでは、銀イオン交換によって
銀イオンを内部に導入できるものの、銀イオンはガラス
表面近傍で還元され、ガラス内部への拡散が阻害される
という現象が生じる。このため有効なレーザ加工領域が
ガラス表面近傍に限られ、ガラス板に貫通孔を開けるな
どガラス内部に及ぶ加工は依然として困難である。ま
た、イオン交換速度が遅く、安定にガラス内部までイオ
ンを到達させることが困難であるという問題もあった。
アルカリ金属を含むガラスでは、銀イオン交換によって
銀イオンを内部に導入できるものの、銀イオンはガラス
表面近傍で還元され、ガラス内部への拡散が阻害される
という現象が生じる。このため有効なレーザ加工領域が
ガラス表面近傍に限られ、ガラス板に貫通孔を開けるな
どガラス内部に及ぶ加工は依然として困難である。ま
た、イオン交換速度が遅く、安定にガラス内部までイオ
ンを到達させることが困難であるという問題もあった。
【０００８】上記課題を解決するために、本発明ではイ
オン交換せずに溶融時にガラス中に導入でき、且つ、加
工しきい値を低くするような元素を含んだレーザ加工用
ガラスを提供することを目的とする。
オン交換せずに溶融時にガラス中に導入でき、且つ、加
工しきい値を低くするような元素を含んだレーザ加工用
ガラスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の、吸収したレー
ザ光エネルギーによるアブレーションあるいは蒸発を利
用するレーザ加工に用いるレーザ加工用ガラスは、チタ
ンを原子、コロイドまたはイオンの形態で含むことを特
徴とする。
ザ光エネルギーによるアブレーションあるいは蒸発を利
用するレーザ加工に用いるレーザ加工用ガラスは、チタ
ンを原子、コロイドまたはイオンの形態で含むことを特
徴とする。
【００１０】その組成はつぎの条件を満たすことが望ま
しい。 ２０≦ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≦７９モル％ １≦Ａｌ2Ｏ3＋ＴｉＯ2≦４０モル％ ５≦ＬｉＯ2＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋Ｒｂ2Ｏ＋Ｃｓ2Ｏ＋Ｍ
ｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦６０モル％ ただし、ＴｉＯ2は１〜４０モル％含有することが必須
である。
しい。 ２０≦ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≦７９モル％ １≦Ａｌ2Ｏ3＋ＴｉＯ2≦４０モル％ ５≦ＬｉＯ2＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋Ｒｂ2Ｏ＋Ｃｓ2Ｏ＋Ｍ
ｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦６０モル％ ただし、ＴｉＯ2は１〜４０モル％含有することが必須
である。
【００１１】上記の組成のガラスにおいては、レーザ光
を吸収した際にガラスの構造の変化若しくは吸収率の変
化が生じ、アブレーションあるいは蒸発が生じる。この
現象を利用すればガラスの特定部分を除去する加工を施
すことができ、加工に必要なエネルギーが少ない低加工
しきい値ガラスが得られる。また、本発明のレーザ加工
用ガラスは、ガラス表面近傍の加工にとどまらず、ガラ
ス板に貫通孔を開けるなどガラス内部に及ぶ加工も容易
に行うことができる。
を吸収した際にガラスの構造の変化若しくは吸収率の変
化が生じ、アブレーションあるいは蒸発が生じる。この
現象を利用すればガラスの特定部分を除去する加工を施
すことができ、加工に必要なエネルギーが少ない低加工
しきい値ガラスが得られる。また、本発明のレーザ加工
用ガラスは、ガラス表面近傍の加工にとどまらず、ガラ
ス板に貫通孔を開けるなどガラス内部に及ぶ加工も容易
に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の目的は、ガラスのレーザ
加工性の改善にあり、その本質はより低いエネルギーに
よる加工が、ガラス表面から内部にわたって行えること
にある。このようなレーザ加工性を評価する指標とし
て、ガラス表面および内部における加工しきい値を用い
た。
加工性の改善にあり、その本質はより低いエネルギーに
よる加工が、ガラス表面から内部にわたって行えること
にある。このようなレーザ加工性を評価する指標とし
て、ガラス表面および内部における加工しきい値を用い
た。
【００１３】加工しきい値は図２に示す光学系を用いて
測定した。レーザ光源１０としてはＮｄ： ＹＡＧレー
ザの第３高調波（波長：３５５ｎｍ）および第４高調波
（波長：２６６ｎｍ）の紫外光を用いた。このレーザ光
源の繰り返し周波数は２０Ｈｚで、パルス幅は５〜８ｎ
ｓとした。レーザ光は焦点距離１００ｍｍのレンズ（図
示しない）で集光し、試料ステージ２０上の試料ホルダ
ー３０に固定したガラス試料４０に照射した。照射時間
は照射シャッタ５０で制御し、２秒とした。
測定した。レーザ光源１０としてはＮｄ： ＹＡＧレー
ザの第３高調波（波長：３５５ｎｍ）および第４高調波
（波長：２６６ｎｍ）の紫外光を用いた。このレーザ光
源の繰り返し周波数は２０Ｈｚで、パルス幅は５〜８ｎ
ｓとした。レーザ光は焦点距離１００ｍｍのレンズ（図
示しない）で集光し、試料ステージ２０上の試料ホルダ
ー３０に固定したガラス試料４０に照射した。照射時間
は照射シャッタ５０で制御し、２秒とした。
【００１４】レーザ光のエネルギーは照射シャッタを閉
じた状態で、パワーメータをレーザ光の光路に入れて測
定した。このエネルギーを種々変えて試料を照射し、ア
ブレーションが起こる限界のエネルギーを求め、加工し
きい値とした。
じた状態で、パワーメータをレーザ光の光路に入れて測
定した。このエネルギーを種々変えて試料を照射し、ア
ブレーションが起こる限界のエネルギーを求め、加工し
きい値とした。
【００１５】なお、レーザ光源12は高エネルギービーム
を発生するので、安全確保のため、遠隔操作可能とし、
レーザ光源１２への電源・冷却水供給装置１４をリモー
トコントローラ１６により操作する。特に図示していな
いが、レーザ光源１２自身もシャッタを内蔵し、これも
遠隔操作が可能である。また試料２０を透過したレーザ
光はビームダンパ１８で吸収する。
を発生するので、安全確保のため、遠隔操作可能とし、
レーザ光源１２への電源・冷却水供給装置１４をリモー
トコントローラ１６により操作する。特に図示していな
いが、レーザ光源１２自身もシャッタを内蔵し、これも
遠隔操作が可能である。また試料２０を透過したレーザ
光はビームダンパ１８で吸収する。
【００１６】レーザ加工用ガラスは所定の原料を混合
し、電気炉内で溶融後、徐冷することによって作製し
た。得られたガラスブロックを一般的な方法で切断研磨
し、板状で表面が平滑な実験用レーザ加工用ガラス試料
を準備した。以下、本発明を用いた実施例を示すが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
し、電気炉内で溶融後、徐冷することによって作製し
た。得られたガラスブロックを一般的な方法で切断研磨
し、板状で表面が平滑な実験用レーザ加工用ガラス試料
を準備した。以下、本発明を用いた実施例を示すが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１７】［実施例］本発明のレーザ加工用ガラスの
実施例１〜１８の組成を表１に示す。実施例１〜５は、
中間酸化物の量を変化させた組成である。実施例６〜８
は、実施例５の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに網目
形成酸化物を変化させた例である。実施例９、１０は、
実施例５の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに修飾酸化
物の添加量を変化させた例である。実施例１１、１２は
網目形成酸化物のＳｉＯ2と中間酸化物のＴｉＯ2の量を
大きく変えた組成である。実施例１３〜１８は、実施例
５の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに修飾酸化物の種
類を変化させた例である。
実施例１〜１８の組成を表１に示す。実施例１〜５は、
中間酸化物の量を変化させた組成である。実施例６〜８
は、実施例５の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに網目
形成酸化物を変化させた例である。実施例９、１０は、
実施例５の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに修飾酸化
物の添加量を変化させた例である。実施例１１、１２は
網目形成酸化物のＳｉＯ2と中間酸化物のＴｉＯ2の量を
大きく変えた組成である。実施例１３〜１８は、実施例
５の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに修飾酸化物の種
類を変化させた例である。
【００１８】各成分の組成範囲は単位をモル％として次
の範囲にある。 網目形成酸化物（ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3）：２０．０〜７
９．０ 中間酸化物（Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2）：１．０〜４０．０ ただし、ＴｉＯ2は１．０〜４０．０モル％含有してい
ることが必須である。 修飾酸化物（Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ
2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）：５．０〜６
０．０ 本発明のレーザ加工ガラスは微量の不純物を除いて、実
質的に上記の組成物のみからなる。また、ＴｉＯ2を除
いて上記組成範囲を満たす限り、各成分は含有されなく
てもよい。
の範囲にある。 網目形成酸化物（ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3）：２０．０〜７
９．０ 中間酸化物（Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2）：１．０〜４０．０ ただし、ＴｉＯ2は１．０〜４０．０モル％含有してい
ることが必須である。 修飾酸化物（Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ
2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）：５．０〜６
０．０ 本発明のレーザ加工ガラスは微量の不純物を除いて、実
質的に上記の組成物のみからなる。また、ＴｉＯ2を除
いて上記組成範囲を満たす限り、各成分は含有されなく
てもよい。
【００１９】上記の組成のガラスにおいては、ガラスの
網目形成酸化物であるＳｉＯ2またはＢ2Ｏ3を２０〜７
９モル％含むことによってガラスとしての骨格を維持す
ることができる。修飾酸化物であるＬｉＯ2、Ｎａ2Ｏ、
Ｋ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、
またはＢａＯは、ガラスの網目構造を一部破壊するの
で、高温での粘性を弱めることや粘性の温度傾斜を緩く
するために用いる成分である。本発明の５〜６０モル％
の添加範囲であればガラスを作製することができる。Ａ
ｌ2Ｏ3またはＴｉＯ2は中間酸化物であり、網目形成酸
化物であるＳｉＯ2またはＢ2Ｏ3と、修飾酸化物である
ＬｉＯ2、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、またはＢａＯのバランスに応じ
て、網目酸化物としても修飾酸化物としてもガラス中で
存在することができる。特に中間酸化物のＴｉＯ2は後
述のようにレーザ加工しきい値を下げるために必須の成
分である。
網目形成酸化物であるＳｉＯ2またはＢ2Ｏ3を２０〜７
９モル％含むことによってガラスとしての骨格を維持す
ることができる。修飾酸化物であるＬｉＯ2、Ｎａ2Ｏ、
Ｋ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、
またはＢａＯは、ガラスの網目構造を一部破壊するの
で、高温での粘性を弱めることや粘性の温度傾斜を緩く
するために用いる成分である。本発明の５〜６０モル％
の添加範囲であればガラスを作製することができる。Ａ
ｌ2Ｏ3またはＴｉＯ2は中間酸化物であり、網目形成酸
化物であるＳｉＯ2またはＢ2Ｏ3と、修飾酸化物である
ＬｉＯ2、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、またはＢａＯのバランスに応じ
て、網目酸化物としても修飾酸化物としてもガラス中で
存在することができる。特に中間酸化物のＴｉＯ2は後
述のようにレーザ加工しきい値を下げるために必須の成
分である。
【００２０】上記の組成に溶融したレーザ加工用ガラス
試料に照射エネルギーを変えながら波長２６６ｎｍのレ
ーザ光を照射した。この結果得られた表面加工しきい値
を表２に示す。次にレーザ光の波長を３５５ｎｍにして
同様の実験を行った。その結果得られた表面加工しきい
値を表３に示す。
試料に照射エネルギーを変えながら波長２６６ｎｍのレ
ーザ光を照射した。この結果得られた表面加工しきい値
を表２に示す。次にレーザ光の波長を３５５ｎｍにして
同様の実験を行った。その結果得られた表面加工しきい
値を表３に示す。
【００２１】なお、波長２６６ｎｍのレーザ光照射時の
パワーメータで測定可能な最小パワーは１５ｍＷであ
り、その値以下の優劣は比較できなかった。また、波長
３５５ｎｍのレーザ光照射時においては、レーザの安定
性の問題により１００ｍＷ以下を精密に測定できなかっ
た。
パワーメータで測定可能な最小パワーは１５ｍＷであ
り、その値以下の優劣は比較できなかった。また、波長
３５５ｎｍのレーザ光照射時においては、レーザの安定
性の問題により１００ｍＷ以下を精密に測定できなかっ
た。
【００２２】中間酸化物の量を変化させた実施例１〜５
では、図１に示すように、ＴｉＯ2の量が増えるほど、
加工しきい値が低くなっており、実施例５（ＴｉＯ2：
２５モル％）では測定限界まで加工しきい値が低下して
いる。実施例５の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに網
目形成酸化物を変化させた実施例６〜８では、網目形成
酸化物であるＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の割合を変化させても、
しきい値は測定限界以下で変わらない。実施例５の組成
のうちＴｉＯ2の量を変えずに修飾酸化物の添加量を変
化させた実施例９，１０では、修飾酸化物であるとＮａ
2Ｏの量を変化させても、しきい値は測定限界以下で変
わらなかった。網目形成酸化物のＳｉＯ 2と中間酸化物
のＴｉＯ2の量を大きく変えた実施例１１、１２組成で
は、これらの組成でも加工しきい値は、比較例１、２よ
りも低く、Ｔｉ添加の効果がはたらいている。実施例５
の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに修飾酸化物の種類
を変化させた実施例１３〜１８では、修飾酸化物の種類
を変化させても、しきい値は測定限界以下で変わらなか
った。
では、図１に示すように、ＴｉＯ2の量が増えるほど、
加工しきい値が低くなっており、実施例５（ＴｉＯ2：
２５モル％）では測定限界まで加工しきい値が低下して
いる。実施例５の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに網
目形成酸化物を変化させた実施例６〜８では、網目形成
酸化物であるＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の割合を変化させても、
しきい値は測定限界以下で変わらない。実施例５の組成
のうちＴｉＯ2の量を変えずに修飾酸化物の添加量を変
化させた実施例９，１０では、修飾酸化物であるとＮａ
2Ｏの量を変化させても、しきい値は測定限界以下で変
わらなかった。網目形成酸化物のＳｉＯ 2と中間酸化物
のＴｉＯ2の量を大きく変えた実施例１１、１２組成で
は、これらの組成でも加工しきい値は、比較例１、２よ
りも低く、Ｔｉ添加の効果がはたらいている。実施例５
の組成のうちＴｉＯ2の量を変えずに修飾酸化物の種類
を変化させた実施例１３〜１８では、修飾酸化物の種類
を変化させても、しきい値は測定限界以下で変わらなか
った。
【００２３】［比較例１］表４に示す組成（モル％）で
原料を調合しガラス試料を作製した。このガラス試料
は、実施例１〜５と良く似た組成であるが、実施例と同
様に加工しきい値を求めると、レーザ光の波長が２６６
ｎｍの時の最大パワー１１００ｍＷ、レーザ光の波長が
３５５ｎｍの時の最大パワー２１００ｍＷのどちらにお
いても、アブレーション若しくは蒸発を起こさず、試料
に変化はなかった。
原料を調合しガラス試料を作製した。このガラス試料
は、実施例１〜５と良く似た組成であるが、実施例と同
様に加工しきい値を求めると、レーザ光の波長が２６６
ｎｍの時の最大パワー１１００ｍＷ、レーザ光の波長が
３５５ｎｍの時の最大パワー２１００ｍＷのどちらにお
いても、アブレーション若しくは蒸発を起こさず、試料
に変化はなかった。
【００２４】［比較例２］比較例として表5に示す組成
（モル％）の材料を用いた。これは通常の窓ガラスなど
に用いられる、いわゆるソーダライムガラスである。実
施例と同様に加工しきい値を求めると、レーザ光の波長
が２６６ｎｍの時の最大パワー１１００ｍＷ、レーザ光
の波長が３５５ｎｍの時の最大パワー２１００ｍＷのど
ちらにおいても、アブレーション若しくは蒸発を起こさ
ず、試料に変化はなかった。
（モル％）の材料を用いた。これは通常の窓ガラスなど
に用いられる、いわゆるソーダライムガラスである。実
施例と同様に加工しきい値を求めると、レーザ光の波長
が２６６ｎｍの時の最大パワー１１００ｍＷ、レーザ光
の波長が３５５ｎｍの時の最大パワー２１００ｍＷのど
ちらにおいても、アブレーション若しくは蒸発を起こさ
ず、試料に変化はなかった。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】以上より、酸化物ガラス中にチタンを添加
することにより、紫外光におけるレーザ加工しきい値は
顕著に減少することがわかる。またチタンの添加量が増
大するほど加工しきい値は減少する。しかし網目形成酸
化物や修飾酸化物の組成にはほとんど依存しない。な
お、上記ではチタンはその酸化物の形態で表現している
が、その効果はチタンが原子、コロイドまたはイオンの
形態であっても同様である。
することにより、紫外光におけるレーザ加工しきい値は
顕著に減少することがわかる。またチタンの添加量が増
大するほど加工しきい値は減少する。しかし網目形成酸
化物や修飾酸化物の組成にはほとんど依存しない。な
お、上記ではチタンはその酸化物の形態で表現している
が、その効果はチタンが原子、コロイドまたはイオンの
形態であっても同様である。
【００３１】チタンはガラスの溶融時に添加できるの
で、添加量の制御は容易であり、したがってレーザ加工
しきい値を制御しやすい。また溶融時の添加であるた
め、チタンはガラス中の濃度が均一である。このため、
レーザ加工しきい値は被加工ガラス体中で一定であり、
ガラス内部に及ぶ加工、例えば貫通孔の形成等が容易に
行える。
で、添加量の制御は容易であり、したがってレーザ加工
しきい値を制御しやすい。また溶融時の添加であるた
め、チタンはガラス中の濃度が均一である。このため、
レーザ加工しきい値は被加工ガラス体中で一定であり、
ガラス内部に及ぶ加工、例えば貫通孔の形成等が容易に
行える。
【００３２】
【発明の効果】本発明により、加工に必要なエネルギー
が少ない、低加工しきい値ガラスが得られる。さらに溶
融によってチタンをガラス中に導入することができるの
で、チタンの添加量を変えて加工しきい値を制御しやす
く、また、均一な加工性を有する材料を得ることができ
る。
が少ない、低加工しきい値ガラスが得られる。さらに溶
融によってチタンをガラス中に導入することができるの
で、チタンの添加量を変えて加工しきい値を制御しやす
く、また、均一な加工性を有する材料を得ることができ
る。
【図１】本発明のレーザ加工用ガラスの加工特性を示す
図である。
図である。
【図２】レーザ加工しきい値測定用光学系を示す模式図
である。
である。
１０ レーザ光
１２ レーザ光線
２０ ガラス試料
２２ 試料ホルダ
２４ 試料ステージ
３０ 照射シャッタ
４０ パワーメータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 常友 啓司
大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号
日本板硝子株式会社内
Ｆターム(参考） 4G015 FA07 FA09 FB01 FB03 FC14
4G059 AA01 AA08 AB19 AC01 BB01
4G062 AA01 BB01 BB05 BB06 CC10
DA04 DA05 DA06 DA07 DB03
DB04 DB05 DC04 DC05 DC06
DC07 DD01 DE01 DF01 EA01
EA02 EA03 EA04 EA05 EB01
EB02 EB03 EB04 EB05 EB06
EC01 EC02 EC03 EC04 EC05
EC06 ED01 ED02 ED03 ED04
ED05 ED06 EE01 EF01 EG01
FA01 FB03 FB04 FB05 FC01
FD01 FE01 FF01 FG01 FH01
FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10
GB01 GC01 GD01 GE01 HH01
HH03 HH05 HH07 HH09 HH11
HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01
JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01
KK03 KK05 KK07 KK10 MM01
MM23 MM27 NN32 NN40
Claims (2)
- 【請求項１】吸収したレーザ光エネルギーによるアブレ
ーションあるいは蒸発を利用するレーザ加工に用いるレ
ーザ加工用ガラスにおいて、チタンを原子、コロイドま
たはイオンの形態で含むことを特徴とするレーザ加工用
ガラス。 - 【請求項２】組成がつぎの条件を満たすことを特徴とす
る請求項１に記載のレーザ加工用ガラス。 ２０≦ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≦７９モル％ １≦Ａｌ2Ｏ3＋ＴｉＯ2≦４０モル％ ５≦ＬｉＯ2＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋Ｒｂ2Ｏ＋Ｃｓ2Ｏ＋Ｍ
ｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦６０モル％ ただし、１≦ＴｉＯ2≦４０モル％とする。
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